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Informations gnrales

Principes fondamentaux de linformation gographique


1 Les points de rfrence

1.1 - Definition de linformation gographiqueToute information (de nature phenomenology comme de toute autre nature) est le plus souvent descriptive, mais le simple fait de disposer dune information de localisation la transforme en information gographique. Les coordonnes gographiques (latitude et longitude) dun lieu ou dun espace donn donnent gnralement la localisation la plus prcise, mais il existe dautres moyens de dfinir une localisation comme les codes postaux, ou les noms de lieux (noms des pays et rgions, adresse postale). Une autre mthode pour dfinir un lieu, souvent complmentaire de celles prcdemment cites, est de nature temporelle et permet de prendre en compte le facteur volutif. Le terme qui dfinit le fait de localiser est le go-rfrencement. Celui-ci est possible grce aux Systmes dInformation Gographique (SIG).

1.2 - Dfinition des SIGLes SIG sont des systmes constitus de matriels et de logiciels utiliss pour le la rcupration, le stockage, lanalyse et la reprsentation graphique de donnes gographiques. Les spcialistes considrent lensemble SIG en comprenant aussi les personnels utilisateur et les donnes qui entrent dans le systme. Les caractristiques spatiales sont stockes dans un systme de coordonnes (latitude/longitude, carte, UTM, etc.), qui dfinit un lieu prcisment sur la terre. Des lments descriptifs stocks sous forme de tableau sont associs aux caractristiques spatiales. Les donnes spatiales et leurs lments descriptifs associs dans un systme de coordonnes commun, peuvent tre utiliss ensemble pour des analyses et des cartographies. Les SIG peuvent tre utiliss pour des recherches scientifiques, pour la gestion de ressources, et les tudes de projets.

1.3 - Definition officielle FICCDC 1988 De nombreuses dfinitions des SIG ont t dveloppes, focalises sur diffrents aspects de la technologie. Cest prvisible pour une technologie en dveloppement connaissant une croissance presque exponentielle qui pourrait encore tre qualifie de mrissante . La plus accepte des dfinitions a t formule par la FICCDC (Federal Interagency Coordinating Committee on Digital Cartography) (1988), qui dfinit les SIG comme :

"Un systme form dordinateurs, de logiciels, et de procds conus pour permettre la rcupration, la gestion, lanalyse et laffichage de donnes rfrences spatialement, afin de rsoudre des problmes complexes de planifications et de gestion."

1.4 - Cartographie et SIG quelle est la diffrence?

Un SIG regroupe la fois les dispositifs de collecte, de traitement et de restitution de linformation gographique. Actuellement, le terme de SIG est employ pour parler de plusieurs choses distinctes; mais dans tous les cas, un SIG est un logiciel graphique coupl une base de donnes gographique (ou un logiciel de gographie coupl une base de donnes). Cest un ensemble constitu dun logiciel, mais aussi de donnes, de procds et dutilisateurs. Il est ncessaire de distinguer la cartographie automatique des SIG. Alors que la cartographie est lart de la reprsentation (de manire relle, thorique, thmatique ou schmatique), les SIG sont bass sur lanalyse et linterprtation de donnes dans un espace donn reprsent sur une carte. Bien sur la carte sera dabord cre, cest


pourquoi : - tout logiciel de SIG a des fonctions cartographiques; - le lien est si troit entre les SIG et la cartographie; - la limite entre les SIG et la cartographie est si confuse; - une utilisation de base des SIG est souvent considre comme de la cartographie.

1.5 - Pourquoi les SIG sont-ils si importants?

"La technologie des SIG est lanalyse gographique, ce que le microscope, le tlescope, et les ordinateurs ont t pour les autres sciences Ce pourrait donc tre le catalyseur ncessaire pour mettre fin aux dichotomies rgional/systmatique et humain/physique qui ont longtemps hant la gographie" et les autres disciplines utilisant les informations spatiales. Les SIG intgrent des informations spatiales, mais aussi dautres types dans un seul systme qui offre un cadre cohrent pour lanalyse des donnes gographiques. En transformant les cartes et autres types dinformation spatiale sous forme numrique, les SIG nous permettent de manipuler et de visualiser les connaissances gographiques sous des formes nouvelles et passionnantes. Les SIG crent des liaisons entre des activits bases sur la proximit gographique - lobservation gographique de donnes peut souvent suggrer de nouvelles ides et explications - ces liaisons sont souvent invisibles sans les SIG, mais peuvent tre essentielles pour comprendre et grer des activits et des ressources - par exemple, on peut lier les dpts de dchets toxiques avec la localisation des coles par la proximit gographique les SIG permettent laccs aux dossiers administratifs - actes de proprit, dossiers fiscaux, rseaux cbls et de canalisations via leurs positions gographiques un niveau lev dintrt pour les dveloppements informatiques les SIG donnent linformation gographique une allure de technologie de pointe les cartes sont fascinantes et elles le sont encore plus sur lordinateur il existe un intrt croissant pour la gographie et lenseignement de la gographie Les SIG sont des outils importants pour comprendre et grer lenvironnement

2 Dveloppement historique

Lide de reprsenter diffrentes couches de donnes sur une srie de cartes de rfrence, et de relier les lments gographiquement, existait bien avant lapparition et le dveloppement de lordinateur:

Les cartes de la bataille de Yorktown (rvolution amricaine) dessines par le cartographe franais Louis-Alexandre Berthier contenaient des lments articuls pour montrer le mouvement des troupes; Au milieu du 19me sicle, latlas daccompagnement du second rapport des commissaires des chemins de fer irlandais montrait la population, la circulation, la gologie et la topographie superposes sur la mme carte de base; Le Dr. John Snow utilisa une carte reprsentant les localisations de dcs par le cholra au centre de Londres en septembre 1854 pour reprer la source de contamination : un puits souill un exemple prcoce danalyse gographique.


Plusieurs facteurs ont amen une volution de lanalyse cartographique :

la technologie informatique amliorations du matriel, en particulier graphiques dveloppement de thories des processus spatiaux en gographie conomique et sociale, en anthropologie et en tudes rgionales croissance de la conscience sociale, du niveau dducation et de la mobilit, conscience des problmes denvironnement

3 Les composantes des SIG

Un SIG est un outil particulier puisque pour assurer une opration correcte il fait appel de nombreux concepts techniques et pratiques et ncessite des connaissances dans plusieurs domaines.

Lorsque lon parle de SIG, cinq aspects (cinq lments clefs) doivent tre pris en considration : un ensemble appropri de donnes, conforme aux problmes tudis; un outil SIG capable dassurer les traitements dsirs; un quipement informatique capable de supporter linformation et les traitements ncessaires; des mthodes et des stratgies; des acteurs apportant leur contribution chaque tape du projet.

Matriel

Un SIG est bas sur un ordinateur pour le stockage et le traitement des donnes. La taille du systme informatique va dpendre du type et de la nature du SIG. Un SIG chelle rduite, aura seulement besoin dun petit ordinateur personnel pour fonctionner, alors quun grand projet ncessite un systme plus consquent avec des ordinateurs plus puissants et une foule de terminaux pour supporter de multiples utilisateurs. En plus des ordinateurs, on peut utiliser une grande varit dautres dispositifs pour capturer et introduire les donnes dans le systme. Les scanners et les tables

digitaliser sont utiliss pour reproduire les cartes, graphiques et schmas support-papier dans le systme. Des rcepteurs GPS sont utiliss pour cartographier des lments sur le terrain et transmettre la position courante de vhicules en dplacement. Des enregistreurs et des sondes sont utiliss pour enregistrer des informations pour une multitude de domaines, du mouvement de passagers passant les tourniquets dans les stations de mtro, au flot de messages travers internet.

Logiciel

Au coeur de tout SIG se trouve le logiciel SIG lui-mme qui procure les fonctionnalits pour stocker, grer, lier, interroger et analyser les informations gographiques. En plus du noyau de logiciel SIG, dautres composants logiciels varis peuvent tre ajouts pour permettre laccs des sources additionnelles de donnes et dautres types de fonctions.


Le logiciel de SIG fournit les fonctions et outils ncessaires pour stocker, analyser, et reprsenter linformation gographique. Les composants clefs du logiciel sont : un systme de gestion de base de donnes; des outils pour lentre et la manipulation de linformation gographique; des outils qui permettent linterrogation, lanalyse et la visualisation gographiques; une interface utilisateur graphique pour un accs simple aux outils. Pour la cartographie et les SIG, un grand nombre doutils est propos dans le commerce, chacun se disant le meilleur. Il est ncessaire de savoir, quils nont pas tout fait tort : chacun ayant ses atouts et inconvnients. Tout dpend des besoins, et donc de la complexit du projet et du savoir-faire de lutilisateur. Un bon logiciel de SIG est un logiciel qui aura toutes les fonctionnalits ncessaires pour la ralisation du projet.

Donnes

Les donnes sont peut-tre la composante le plus importante dun SIG. Le concept de donnes de SIG prsente deux aspects : les donnes objets et les donnes informations. Toutes les donnes ont ou reprsentent, en fonction des cas, des attributs ou des caractristiques et peuvent ainsi tre rfrences. Mais la majorit de linformation gographique peut tre aussi go-rfrence (cest dire dfinie dans un espace connu) soit par leur localisation ou par leur prolongation ou leur trajectoire, lorsque cest le cas dobjets en mouvement. Le go-rfrencement donne aux objets leur possibilit dtre reprsents dans un espace gographique et cest la principale caractristique des SIG.

Personnes

La technologie des SIG est dun intrt limit sans les personnes qui contrlent le systme et qui dveloppent des projets pour les utiliser. La population des utilisateurs de SIG stend des techniciens spcialiss qui conoivent et amliorent le systme ceux qui utilisent les SIG comme outil dans leurs travaux quotidiens. Lobjectif principal des SIG est de soutenir ses utilisateurs avec les donnes et les outils daide la dcision appropris. Ainsi, on doit soigneusement prendre en compte les besoins particuliers de ces utilisateurs qui doivent tre connus ds le stade de la conception du systme afin de que chaque groupe dutilisateur bnficie dun accs adapt aux donnes et fonctions du systme. Un systme doit tre facilement accessible et utilisable sous peine de ne pouvoir tre utilis de manire efficiente, ou de ne pas tre utilis du tout. Une attention particulire aux besoins de chaque groupe dutilisateurs mnera des taux dutilisation plus levs et donc un plus grand retour sur investissement de la technologie de SIG.

Mthodes, modles, algorithmes

Les systmes de SIG sont conus et dvelopps pour faciliter les gestions de donnes et les processus daide la dcision dune organisation. Lactivit de toute organisation est base sur un ensemble de pratiques et de logiques de fonctionnement spcifiques chaque organisation. Alors que certaines organisations peuvent utiliser les SIG sur une base ad hoc avec chaque utilisateur dveloppant ses propres normes de travail et mthodes danalyse, dautres dfinissent leur fonctionnement dans le SIG pour amliorer certains aspects de leurs oprations.Les mmes mthodologies pourraient tre appliques pour nimporte quelle organisation qui se fonde sur un ensemble de processus de fonctionnement pour son succs oprationnel, tel que des banques traitant des applications de prt, des dtaillants contrlant la livraison des marchandises et des approvisionnements, services de rparation et d'entretien, organismes


gouvernementaux contrlant les autorisations et la rgularit des processus de conformit, et beaucoup d'autres.

4 Utilisations et utilisateurs

4.1 - Que peut-on raliser avec un SIG?

Un systme de SIG est un excellent outil daide la dcision. Qui tire vraiment bnfice des SIG? Toute personne qui requiert lanalyse dun espace gographique. En dpit des dispositifs extrmement avancs inhrents un SIG, peu dutilisateurs poussent rellement le systme ses limites. Sont numres ci-dessous certaines des applications des SIG, des plus simples aux plus complexes.

- Niveau SIMPLE Consultation de donnes Fournis des rponses aux questions du type : est-ce quun lieu donn existe? O peut-on trouver tels ou tels objets. Quelle est lampleur dun phnomne? Gestion de donnes et mises jour : Gestion dobjets et leurs attributs : changements, ajouts, suppressions, assemblage, copier/coller. Cration de donnes Ralis par importation de donnes ou par digitalisation.

- Niveau INTERMEDIAIRE Superposition de donnes Cest en relation avec la production de cartes. Interprtation de donnes Pour lanalyse statistique simple et les analyses thmatiques. Interrogation de donnes slection, requtes et requtes structures (SQL). Quels objets satisfont des critres donns?

- Niveau AVANCE Analyse spatiale : Modes Vecteurs et Raster Interpolation spatiale et analyse statistique avance : En se basant sur linformation existante des objets voisins, des dtails de linformation manquante peuvent-ils driver du processus? Modlisation spatiale : - Reconstruction mathmatique (simplifie, schmatique) dun espace gographique actuel; - Simulations gographiques de lespace pour effectuer des tests comportementaux. - La modlisation peut tre bidimensionnelle (pour visualiser lampleur dun paramtre ou dune caractristique spatiale). Mais le plus souvent un tel modle est tridimensionnel. La troisime dimension peut tre : -Spatiale : altitude, hauteur ou profondeur. Semblable ce qui est utilis pour la modlisation du relief. O ce peut mme tre : - dpendant du temps Changements bass sur une squence temporelle pour une zone particulire. - Ou tout autre paramtre Pour dmontrer limpact du paramtre.

4.2 - Quels sont les principaux domaines dapplication des SIG?

La reprsentation gographique : Cartographie thmatique. Cela signifie produire des cartes pour diffrents thmes et domaines.

Gestion gographique : Milieux ruraux et urbains. Intgre ltude et lamnagement dun espace ou dun paysage.


Inventaire et gestion des lments naturels : - Gestion de leau. Contrle de la qualit de leau et des travaux de gestion de leau : systmes dirrigation et de drainage. - Gestion de la fort. - Gestion des parcs naturels. - Inventaire et gestion des monuments nationaux et des sites archologiques. - Inventaire et gestion des ressources naturelles. - Inventaire et cartographie des sols et des conditions gologiques.

Environnement :- tudes dimpacts et dveloppement de phnomnes (extension du dsert ). - Prvision des risques naturels et prvention des calamits.

Agriculture de prcision : Gestion des rcoltes, estimations des productions et des dosages dengrais.

Gomarketing : Gestion des ventes, des stocks, de la logistique des transports.

Statistiques : tudes dmographiques.

4.3 - Les utilisateurs de SIG

Utilisateurs occasionnels : Ce type dutilisateurs utilise essentiellement les SIG en mode lecture. Ils passent en revue et consultent les donnes et les cartes des SIG sur Internet pour une utilisation au jour le jour. Ils se rendent rarement compte quils utilisent un systme de SIG.

Utilisateurs de Base : Cette catgorie consiste principalement en des oprateurs et des techniciens de SIG. Ils ont une connaissance limite de loutil SIG quils utilisent de manire routinire, une tche bien dfinie comme la numrisation de carte et lassociation des attributs lis. Ils ont gnralement une bonne connaissance de quelques oprations et sont moins conscients de certains autres lments du systme.

Utilisateurs intermdiaires : Ces utilisateurs peuvent utiliser les SIG pour rsoudre un problme thorique. Ils sont aptes la planification et des oprations de mise en oeuvre telles que des extractions, des requtes et l'interpolation de donnes.

Utilisateurs avancs : Ces types dutilisateurs sont capables de concevoir une stratgie pour l'excution dun SIG. Ils peuvent assurer le droulement serein d'un projet et sont dfinis comme chefs de projet. Leur connaissance profonde des principes, des concepts et des fonctions des SIG leur permet d'utiliser efficacement la structure, l'ergonomie et les mthodes afin de rpondre aux objectifs des projets.

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